高中化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向達(dá)標(biāo)訓(xùn)練題附答案
雙基練習(xí)
1．在圖甲中的A、B兩容器里，分別收集著兩種互不作用的理想氣體。若將中間活塞打開(kāi)(如圖乙所示)，兩種氣體分子逐漸都擴(kuò)散到兩個(gè)容器中。這是一個(gè)不伴隨能量變化的自發(fā)過(guò)程。關(guān)于此過(guò)程的下列說(shuō)法不正確的是( )
甲
乙
A．此過(guò)程為混亂程度小的向混亂程度大的方向的變化過(guò)程，即熵增大的過(guò)程
B．此過(guò)程為自發(fā)過(guò)程，而且沒(méi)有熱量的吸收或放出
C．此過(guò)程從有序到無(wú)序，混亂度增大
D．此過(guò)程是自發(fā)可逆的
解析：一個(gè)過(guò)程是自發(fā)的，則它的逆過(guò)程必然是非自發(fā)的。
答案：D
2．能用焓判據(jù)判斷下列過(guò)程的方向的是( )
A．水總是自發(fā)地由高處往低處流
B．放熱反應(yīng)容易自發(fā)進(jìn)行，吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行
C．有序排列的火柴散落時(shí)成為無(wú)序排列
D．多次洗牌以后，撲克牌的毫無(wú)規(guī)律的混亂排列的幾率大
解析：水總是自發(fā)地由高處往低處流，有趨向于最低能量狀態(tài)的傾向。有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行，例如，在25℃和1.01× 105Pa時(shí)，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7kJ/mol，(NH4)2CO3===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJ/mol，不難看出，上述兩個(gè)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，又都是熵增加的反應(yīng)，顯然只根據(jù)焓變來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。有序排列的火柴散落時(shí)成為無(wú)序排列，有趨向于最大混亂度的傾向，屬于熵判據(jù)。撲克牌的無(wú)序排列也屬于熵判據(jù)。
答案：A
3．在298 K時(shí)，NaCl在水中的溶解度為26 g。如將1 mol NaCl溶解在1 L水中，此溶解過(guò)程中體系的ΔH－TΔS和熵如何變化( )
A．ΔH－TΔS＞0，ΔS＜0
B．ΔH－TΔS＜0，ΔS＞0
C．ΔH－TΔS＞0，ΔS＞0
D．ΔH－TΔS＜0，ΔS＜0
解析：NaCl(s)溶解于水中是自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程，故ΔH－TΔS＜0；NaCl(s)===NaCl(aq)，體系的混亂度增大，ΔS＞0。
答案：B
4．(2011潮州高二檢測(cè))水的三態(tài)的熵值的大小關(guān)系正確的是(Sm表示1 mol物質(zhì)的熵值)( )
A．Sm(s)＞Sm(l)＞Sm(g) B．Sm(l)＞Sm(s)＞Sm(g)
C．Sm(g)＞Sm(l)＞Sm(s) D．Sm(s)＝Sm(l)＝Sm(g)
解析：同一種物質(zhì)處于氣態(tài)時(shí)熵值最大，液態(tài)次之，固態(tài)時(shí)熵值最小。
答案：C
5．下列說(shuō)法正確的是( )
A．熵增大的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)
B．焓增大的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)
C．熵、焓都為正值的反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng)
D．ΔH－TΔS＜0的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)
解析：熵、焓判據(jù)單獨(dú)判斷反應(yīng)的自發(fā)性都有一定的局限性，只有ΔH－TΔS＜0的反應(yīng)才一定是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)。
答案：D
6．下列過(guò)程屬于熵增加的是( )
A．一定條件下水由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)
B．H2燃燒生成水
C．散落的'火柴的無(wú)序排列
D．溶解少量食鹽于水中
解析：水由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，熵值減小，H2燃燒是熵值減小的放熱反應(yīng)。C、D兩選項(xiàng)都會(huì)使體系的混亂度增大，熵值增加。
答案：CD
7．以下自發(fā)過(guò)程可用焓判據(jù)來(lái)解釋的是( )
A．硝酸銨自發(fā)地溶于水
B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋56.7 kJ/mol
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
ΔH＝＋74.9 kJ/mol
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol
解析：A、B、C都是吸熱反應(yīng)，D是放熱反應(yīng)，焓判據(jù)解釋過(guò)程的方向是體系趨于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)的，故選D。
答案：D
8．25℃、1.01×105 Pa時(shí)，反應(yīng)：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7 kJ/mol自發(fā)進(jìn)行的原因是該反應(yīng)( )
A．是吸熱反應(yīng) B．是放熱反應(yīng)
C．是熵減反應(yīng) D．熵增效應(yīng)大于能量效應(yīng)
解析：該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，從焓判據(jù)角度分析，不能自發(fā)進(jìn)行，但該反應(yīng)是一個(gè)熵增的反應(yīng)，該反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，所以應(yīng)是熵增效應(yīng)大于能量效應(yīng)。
答案：D
9．有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的說(shuō)法中，正確的是( )
A．自發(fā)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)
B．自發(fā)反應(yīng)都是熵增加反應(yīng)
C．自發(fā)反應(yīng)一定能實(shí)現(xiàn)
D．非自發(fā)反應(yīng)在一定條件下能實(shí)現(xiàn)
解析：自發(fā)反應(yīng)有些是放熱反應(yīng)，有些是吸熱反應(yīng)；自發(fā)反應(yīng)有些是熵增加的反應(yīng)，有些是基本不變或熵減小的反應(yīng)。對(duì)非自發(fā)反應(yīng)的體系輸入能量可能使反應(yīng)發(fā)生。故選D。
答案：D
10．下列反應(yīng)：(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)
(2)2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
(3)NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g)
(4)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
按ΔS由大到小的排列順序?yàn)開(kāi)_________。
解析：根據(jù)凡是氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增反應(yīng)進(jìn)行比較。(1)反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)不變；(2)反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)減少1；(3)反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)增加2；(4)反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)增加1。則ΔS由大到小為(3)(4)(1)(2)。
答案：(3)(4)(1)(2)
11．估計(jì)下列各變化過(guò)程是熵增加還是熵減小。
(1)NH4NO3爆炸：2NH4NO3(s)===2N2(g)＋4H2O(g)＋O2(g)( )
(2)水煤氣轉(zhuǎn)化：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)( )
(3)臭氧的生成：3O2(g)===2O3(g)( )
A．熵增大 B．熵減小
C．不變 D．熵變很小
解析：對(duì)于有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)(有氣體參與反應(yīng)時(shí)，氣體既可以是反應(yīng)物也可以是產(chǎn)物)，氣體的物質(zhì)的量增大的化學(xué)反應(yīng)，其熵變通常是正值，即是熵增大的反應(yīng)；反之，氣體的物質(zhì)的量減小的化學(xué)反應(yīng)，其熵變通常是負(fù)值，即是熵減小的反應(yīng)。若反應(yīng)物中氣體的物質(zhì)的量與產(chǎn)物中氣體的物質(zhì)的量相等，其熵變通常都是很小的值，正負(fù)由具體的化學(xué)反應(yīng)體系來(lái)決定。(1)NH4NO3的爆炸反應(yīng)是氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量增大的化學(xué)反應(yīng)：(2＋4＋1)－(0)＞0，因此該過(guò)程是熵增加的過(guò)程。(2)水煤氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)，氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量反應(yīng)前后未發(fā)生變化；(1＋1)－(1＋1)＝0，估計(jì)該過(guò)程的熵變很小。(3)生成臭氧后，氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量減小：2－3＜0，因此該過(guò)程是熵減小的過(guò)程。
答案：(1)A (2)D (3)B
能力提升
12．某化學(xué)興趣小組專門(mén)研究了氧族元素及其某些化合物的部分性質(zhì)。反查資料信息如下：
①酸性：H2SO4＞H2SeO4＞H2TeO4
②氧、硫、硒與氫氣化合越來(lái)越難，碲與氫氣不能直接化合
③由元素的單質(zhì)生成等物質(zhì)的量的氫化物的焓變情況如圖所示：
請(qǐng)完成下列問(wèn)題：
(1)H2與硫化合的反應(yīng)__________熱量(填“放出”或“吸收”)。
(2)已知H2Te分解反應(yīng)的ΔS＞0，請(qǐng)解釋為什么Te和H2不能直接化合。________________________________________________。
(3)上述資料信息中能夠說(shuō)明硫元素非金屬性強(qiáng)于硒元素的是__________(填序號(hào))。
答案：(1)放出 (2)因?yàn)榛蠒r(shí)ΔH＞0，ΔS＜0，ΔH－TΔS＞0，故反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 (3)①②③
13．已知2CO(g)鳩馛O2(g)＋C(s)，T＝980K時(shí)，ΔH－TΔS＝0。當(dāng)體系溫度低于980 K時(shí)，估計(jì)ΔH－TΔS的正負(fù)符號(hào)為_(kāi)_______ __；當(dāng)體系溫度高于980K時(shí)，ΔH－TΔS的正負(fù)符號(hào)為_(kāi)_________。在冶金工業(yè)中，以C作為還原劑，溫度高于980 K時(shí)的氧化產(chǎn)物是以__________為主，低于980 K時(shí)以__________為主。
解析：由2CO(g)鳩馛O2(g)＋C(s)可知ΔS＜0，T＝980 K時(shí)，ΔH－TΔS＝0，故ΔH＜0；當(dāng)T＜980 K時(shí)，ΔH－TΔS＜0。以C作還原劑，T＞980 K時(shí)，2CO(g)鳩馛O2(g)＋C(s)逆反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，氧化產(chǎn)物以CO為主；T＜980 K時(shí)，2CO(g)鳩馛O2(g)＋C(s)正反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，氧化產(chǎn)物以CO2為主。
答案：負(fù) 正 CO CO2
14．由焓判據(jù)(以焓變?yōu)榛A(chǔ))(ΔH)和熵判據(jù)(ΔS)組合而成的復(fù)合判據(jù)，適合于所有過(guò)程的自發(fā)性判斷。公式為ΔH－TΔS。若ΔH－TΔS＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行(T指熱力學(xué)溫度)。電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應(yīng)是：
SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)
ΔH(298.15 K)＝－94.0 kJ/mol
ΔS(298.15 K)＝－75.8 J/molK－1
設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變化，試求此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度條件。
解析：要使反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則ΔH－TΔS＜0，
即－94.0 kJ/mol－T×(－75.8×10－3 kJ/molK－1)＜0
T＜94.0 kJ/mol75.8×10－3 kJ/molK－1＝1.24×103 K
答案：T＜1.24×103 K
15．對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，可用ΔH－TΔS來(lái)判斷，若ΔH－TΔS＜0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；若ΔH－TΔS＞0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。汽車尾氣中的主要污染物是一氧化氮以及燃料燃燒不完全所產(chǎn)生的一氧化碳，它們是現(xiàn)代化城市的重要大氣污染物。為了減輕大氣污染，人們提出用以下反應(yīng)來(lái)治理汽車尾氣：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，你能否判斷這一方案是否可行？理論根據(jù)是什么？(已知在298K、101kPa下，該反應(yīng)的ΔH＝－113.0 kJ/mol，ΔS＝－145.3 J/molK－1)
解析：代入ΔH－TΔS＝－69 700.6kJ/mol＜0，故這一方案可行。
答案：可行。將ΔH、ΔS、T的數(shù)據(jù)代入式子ΔH－TΔS，得ΔH－TΔS＜0，故反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
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